FENÔMENOS DE TRANSPORTES PROFESSOR: Me. Denes Morais denesmorais@gmail.com

MEDIÇÕES DE PRESSÃO A pressão é uma característica muito importante do campo de escoamento. Por esse motivo, vários dispositivos e técnicas foram desenvolvidos e são utilizados para sua medição. A pressão num ponto do sistema fluido pode ser designada em termos absolutos ou relativos. As pressões absolutas são medidas em relação ao vácuo perfeito (pressão absoluta nula) enquanto a pressão relativa é medida em relação a pressão atmosférica local.

Manometria Uma das técnicas utilizadas na medição da pressão envolve o uso de colunas de líquido verticais ou inclinadas. Os dispositivos para a medição da pressão baseados nesta técnica são denominados manômetros. O barômetro de mercúrio é um exemplo deste tipo de manômetro mas existem outras configurações que foram desenvolvidas para resolver problemas específicos. Os três tipos usuais de manômetros são o tubo piezométrico, o manômetro em U e o manômetro metálico ou de Bourdon.

Manômetro de Bourdon

Manômetro de Bourdon

O tubo deforma-se sobre o efeito da mudança de pressão Manômetros MANÔMETRO METÁLICO OU DE BOURDON Mede a pressão de forma indireta, por meio da deformação de um tubo metálico um sistema do tipo engrenagem-pinhão, acoplado à extremidade fechada do tubo, transmite o movimento a um ponteiro, que se desloca sobre uma escala O tubo deforma-se sobre o efeito da mudança de pressão

Manômetros MANÔMETRO METÁLICO OU DE BOURDON Mede a pressão de forma indireta, por meio da deformação de um tubo metálico Se a pressão ambiente for igual a pressão atmosférica local, a pressão indicada é a pressão relativa

O líquido é empurrado pela pressão reinante no reservatório Manômetros PIEZÔMETRO O mais simples dos manômetros Consiste em um tubo de vidro ou plástico transparente, acoplado diretamente ao reservatório que se deseja medir a pressão do líquido O líquido é empurrado pela pressão reinante no reservatório Da Lei de Stevin:

Manômetros PIEZÔMETRO Não mede pressões negativas (não se forma a coluna de líquido) É impraticável para medida de pressões elevadas (a altura da coluna será muito alta) Não mede pressão de gases (o gás escapa, não formando a coluna)

Tubo piezômetro

Tubo piezômetro

Manômetros MANÔMETRO DE TUBO EM U Foi concebido para permitir a leitura de pressões negativas

Manômetros MANÔMETRO DE TUBO EM U Da Lei de Stevin:

O líquido impede que o gás escape Manômetros MANÔMETRO DE TUBO EM U COM LÍQUIDO MANOMÉTRICO Foi concebido para permitir a medição de pressões de gases O líquido impede que o gás escape

Manômetros MANÔMETRO DE TUBO EM U COM LÍQUIDO MANOMÉTRICO Da Lei de Stevin:

Manômetro com tubo em U h2

Manômetros Diferenciais Os manômetros diferenciais determinam a diferença de pressões entre dois pontos A e B, quando a pressão real, em qualquer ponto do sistema, não puder ser determinada.

Manômetro com tubo em U

Equação manométrica

EXERCÍCIO RESOLVIDO 1 A uma tubulação que transporta um fluido de peso específico 850 N/m3 acopla-se um manômetro de mercúrio, conforme indicado na figura. A deflexão no mercúrio é de 0,9 m. Sendo dado Hg=136000 N/m³, determine a pressão efetiva a que o fluido está submetido, no eixo da tubulação. Dados: Pede-se:

Pela Lei de Stevin: Como trata-se de pressão efetiva Como P e Q estão na mesma horizontal, pelo princípio de Pascal: Logo:

EXERCÍCIO RESOLVIDO 2 Um piezômetro de tubo inclinado é usado para medir a pressão no interior de uma tubulação. O líquido no piezômetro é um óleo com = 800 kgf/m³. a posição mostrada na figura é a posição do equilíbrio. Determinar a pressão no ponto P em kgf/cm², mm Hg e em mca. Dados: Pede-se:

Pela Lei de Stevin: Como trata-se de pressão efetiva Pelo princípio de Pascal: Logo:

Lista de Exercícios Dado o esquema da figura: a) Qual é a leitura no manômetro metálico? b) Qual é a força que age sobre o topo do reservatório?

No manômetro da figura, o fluido A é água e o fluido B, mercúrio No manômetro da figura, o fluido A é água e o fluido B, mercúrio. Qual é a pressão p1? Dados:

Determinar as pressões efetivas e absolutas: do ar; no ponto M. Dados: leitura barométrica 740 mmHg e

Bibliografia complementar Bibliografia básica ÇENGEL, Y. A. Transferência de calor e massa. 3. ed. SP: McGraw Hill Artmed, 2009. BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. SP: Pearson Prentice Hall, 2008. INCROPERA, F. P.; WITT, D. P. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. RJ: LTC, 2008. Bibliografia complementar BISTAFA, S. R. Mecânica dos fluidos: noções e aplicações. SP: Edgard Blücher, 2010. ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. SP: McGraw Hill – Artmed, 2007. FOX. R. W.; PRITCHARD, P. J.; McDONALD, A. T. Introdução à mecânica dos fluidos. 7. ed. RJ: LTC, 2010. MORAN, M. J. Introdução à engenharia de sistemas térmicos. RJ: LTC, 2005. WHITE, F. M. Mecânica dos fluidos. 6. ed. SP: McGraw Hill – Artmed, 2010.